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JP3327010B2 - Power converter - Google Patents
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JP3327010B2 - Power converter - Google Patents

Power converter

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JP3327010B2
JP3327010B2 JP29077094A JP29077094A JP3327010B2 JP 3327010 B2 JP3327010 B2 JP 3327010B2 JP 29077094 A JP29077094 A JP 29077094A JP 29077094 A JP29077094 A JP 29077094A JP 3327010 B2 JP3327010 B2 JP 3327010B2
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capacitance element
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charging current
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、直流電源から交流電力
を得る電力変換装置に関するものであり、更に詳しく
は、スイッチドキャパシタを用いて交流電力を得る電力
変換装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power converter for obtaining AC power from a DC power supply, and more particularly to a power converter for obtaining AC power using a switched capacitor.

【0002】[0002]

【従来の技術】スイッチドキャパシタを用いて直流電源
から交流出力を得る回路として、特願平6−24974
3号に示すものがあり、その回路図を図9に、動作波形
図を図10に示す。
2. Description of the Related Art Japanese Patent Application No. 6-24974 discloses a circuit for obtaining an AC output from a DC power supply using a switched capacitor.
FIG. 9 shows a circuit diagram and FIG. 10 shows an operation waveform diagram.

【0003】本回路は、直流電源Eからインダクタンス
素子L1 を介してキャパシタンス素子C1 〜C5 をV10
<V20<V30<V40<V50の電圧関係で異なる電圧に充
電し、スイッチング素子Sz1〜Sz4とスイッチング素子
z1〜Sz4により極性反転される負荷Zと負荷用キャパ
シタンス素子Czとから構成される負荷回路1に、イン
ダクタンス素子L2 を介してキャパシタンス素子C1
5 を順番に接続することにより、負荷Zの両端電圧
(負荷電圧)Vzを滑らかに変化させて負荷電圧Vzの
歪を低減するものであると共に、微小インダクタンス素
子L1 , インダクタンス素子L2 を介して共振的に電力
を伝達することにより電力伝達効率を向上するものであ
る。
In this circuit, capacitance elements C 1 to C 5 are connected to a voltage V 10 from a DC power supply E via an inductance element L 1.
The load Z and the load capacitance element Cz are charged to different voltages in a voltage relationship of <V 20 <V 30 <V 40 <V 50 and the polarity is inverted by the switching elements S z1 to S z4 and the switching elements S z1 to S z4. To the load circuit 1 composed of the capacitance elements C 1 to C 1 through the inductance element L 2.
By connecting the C 5 sequentially, with smoothly varying the voltage across (load voltage) Vz of the load Z is intended to reduce the distortion of the load voltage Vz, small inductance element L 1, the inductance element L 2 The power transmission efficiency is improved by transmitting power in a resonant manner through the power supply.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来例に於いて
は、スイッチング素子Sn1のオンオフは、インダクタン
ス素子L1 , キャパシタンス素子Cn1に流れる電流が共
振してゼロクロスするタイミングで行なうことにより、
インダクタンス素子L1 に逆起電力が発生することを防
止する。ここで、負荷に高周波交流電圧を供給する場
合、キャパシタンス素子C1 〜C5 への充電は高周波交
流電圧の交流周期よりも短い期間で行なう必要がある。
しかし、インダクタンス素子L1 の値を小さく設定する
ことにより高周波交流電圧の交流周期を短くすると共
に、ゼロクロスするタイミングでスイッチング素子Sn1
をオンオフすることは困難である、という問題が生じ
る。
In the prior art, the switching element S n1 is turned on and off at the timing when the current flowing through the inductance element L 1 and the capacitance element C n1 resonates and crosses zero.
Counter electromotive force is prevented from occurring in the inductance element L 1. Here, when supplying a high-frequency AC voltage to a load, charging of the capacitance element C 1 -C 5 must be carried out in a period shorter than the AC cycle of the high frequency alternating voltage.
However, along with shortening the AC cycle of the high-frequency AC voltage by setting a small value of the inductance element L 1, the switching element S n1 at the timing of zero-crossing
Is difficult to turn on and off.

【0005】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、スイッチング素子の劣
化を防ぎ、高い回路効率を有し、入力歪の少ない、スイ
ッチドキャパシタを用いた電力変換装置を提供すること
である。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to use a switched capacitor which prevents deterioration of a switching element, has high circuit efficiency, and has low input distortion. An object of the present invention is to provide a power conversion device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明によ
れば、負荷と、複数の電力供給用キャパシタンス素子
と、直流電源に接続された第1のインダクタンス素子
と、前記第1のインダクタンス素子を介して前記複数の
電力供給用キャパシタンス素子に略所定の電圧を充電す
る充電手段と、前記負荷に並列に接続された負荷用キャ
パシタンス素子と、前記負荷と前記負荷用キャパシタン
ス素子との並列回路に直列接続された第2のインダクタ
ンス素子と、前記並列回路及び前記第2のインダクタン
ス素子から成る直列回路と前記複数の電力供給用キャパ
シタンス素子との間に直列接続された複数のスイッチン
グ素子と、前記複数の電力供給用キャパシタンス素子を
択一的に切り換えて前記直列回路に接続して前記第2の
インダクタンス素子を介して前記負荷用キャパシタンス
素子を充放電することによって前記負荷用キャパシタン
ス素子の両端電圧を略脈流波状に変化させる制御手段
と、前記第1のインダクタンス素子を介して直流電源に
接続され、前記複数の電力供給用キャパシタンス素子へ
の充電電流を制御する充電電流制御用キャパシタンス素
子と、前記充電電流制御用キャパシタンス素子を充放電
する充放電手段とを備える電力変換装置であって、前記
制御手段は、前記電力供給用キャパシタンス素子に略所
定の電圧が充電されると、前記充電電流制御用キャパシ
タンス素子と直流電源とは逆極性になる様に、前記充電
電流制御用キャパシタンス素子を前記電力供給用キャパ
シタンス素子の充電経路内に直列接続するものであるこ
とを特徴とする。
According to the present invention, a load, a plurality of power supply capacitance elements, a first inductance element connected to a DC power supply, and the first inductance element are provided. Charging means for charging the plurality of power supply capacitance elements to a substantially predetermined voltage via a load, a load capacitance element connected in parallel to the load , and a parallel circuit of the load and the load capacitance element. A second inductance element connected in series, a plurality of switching elements connected in series between the series circuit including the parallel circuit and the second inductance element, and the plurality of power supply capacitance elements; The power supply capacitance element is selectively switched and connected to the series circuit .
The load capacitance via an inductance element
Control means for changing the voltage across the load capacitance element in a substantially pulsating waveform by charging / discharging the element; and a plurality of the power supply capacitance elements connected to a DC power supply via the first inductance element. A charging current control capacitance element for controlling a charging current to the power conversion device, and charging / discharging means for charging / discharging the charging current control capacitance element, wherein the control means includes the power supply capacitance element When the predetermined voltage is charged, the charging current control capacitance element and the DC power supply are connected in series in the charging path of the power supply capacitance element so that the DC power supply and the DC power supply have opposite polarities. It is characterized by being connected.

【0007】請求項2記載の発明によれば、制御手段
は、充電電流制御用キャパシタンス素子と直流電源とは
同極性になる様に、充電電流制御用キャパシタンス素子
を電力供給用キャパシタンス素子の充電経路内に直列接
続することにより、電力供給用キャパシタンス素子を電
源電圧以上に充電するものであることを特徴とする。
According to the second aspect of the present invention, the control means controls the charging current control capacitance element and the charging path of the power supply capacitance element such that the charging current control capacitance element and the DC power supply have the same polarity. Connected in series to charge the power supply capacitance element to a power supply voltage or higher.

【0008】請求項3記載の発明によれば、制御手段
は、充電電流制御用キャパシタンス素子と直流電源とは
同極性になる様に、充電電流制御用キャパシタンス素子
を電力供給用キャパシタンス素子の充電経路内に直列接
続することにより、電力供給用キャパシタンス素子を電
源電圧以上に充電すると共に、電力供給用キャパシタン
ス素子に略所定の電圧が充電されると、充電電流制御用
キャパシタンス素子を電力供給用キャパシタンス素子の
充電経路から除くものとしたことを特徴とする。
According to the third aspect of the present invention, the control means controls the charging current control capacitance element and the power supply capacitance element so that the charging current control capacitance element and the DC power supply have the same polarity. When the power supply capacitance element is charged to a power supply voltage or higher and the power supply capacitance element is charged with a substantially predetermined voltage, the charging current control capacitance element is connected to the power supply capacitance element by connecting in series. The charging path is removed from the charging path.

【0009】請求項4記載の発明によれば、制御手段
は、複数の充電電流制御用キャパシタンス素子を任意に
複数個直列接続し、且つ充電電流制御用キャパシタンス
素子の直列回路と直流電源とは同極性になる様に、充電
電流制御用キャパシタンス素子を電力供給用キャパシタ
ンス素子の充電経路内に直列接続することにより、電力
供給用キャパシタンス素子を電源電圧以上に充電すると
共に、電力供給用キャパシタンス素子に略所定の電圧が
充電されると、充電電流制御用キャパシタンス素子と直
流電源とは逆極性になる様に、充電電流制御用キャパシ
タンス素子を電力供給用キャパシタンス素子の充電経路
内に直列接続するものとしたことを特徴とする。
According to the fourth aspect of the present invention, the control means arbitrarily connects a plurality of charging current controlling capacitance elements in series, and the series circuit of the charging current controlling capacitance elements and the DC power supply are the same. By connecting the charging current control capacitance element in series in the charging path of the power supply capacitance element so that it becomes a polarity, the power supply capacitance element is charged to a power supply voltage or more and the power supply capacitance element is substantially connected to the power supply capacitance element. When the predetermined voltage is charged, the charging current control capacitance element and the DC power supply are connected in series in the charging path of the power supply capacitance element such that the charging current control capacitance element and the DC power supply have opposite polarities. It is characterized by the following.

【0010】請求項5記載の発明によれば、制御手段
は、複数の充電電流制御用キャパシタンス素子を任意に
複数個直列接続し、且つ充電電流制御用キャパシタンス
素子の直列回路と直流電源とは同極性になる様に、充電
電流制御用キャパシタンス素子を電力供給用キャパシタ
ンス素子の充電経路内に直列接続することにより、電力
供給用キャパシタンス素子を電源電圧以上に充電すると
共に、電力供給用キャパシタンス素子に略所定の電圧が
充電されると、充電電流制御用キャパシタンス素子を電
力供給用キャパシタンス素子の充電経路から除くものと
したことを特徴とする。
According to the fifth aspect of the present invention, the control means arbitrarily connects a plurality of charging current controlling capacitance elements in series, and the series circuit of the charging current controlling capacitance elements and the DC power supply are the same. By connecting the charging current control capacitance element in series in the charging path of the power supply capacitance element so that it becomes a polarity, the power supply capacitance element is charged to a power supply voltage or more and the power supply capacitance element is substantially connected to the power supply capacitance element. When the predetermined voltage is charged, the charging current control capacitance element is removed from the charging path of the power supply capacitance element.

【0011】請求項6記載の発明によれば、制御手段
は、複数の充電電流制御用キャパシタンス素子を互いに
異なる電圧に充電すると共に、電力供給用キャパシタン
ス素子の所定の電圧と直流電源及び任意の個数の充電電
流制御用キャパシタンス素子の充電電圧の総和との電位
差を小さくする様に、直流電源とは同極性に、且つ充電
電流制御用キャパシタンス素子を電力供給用キャパシタ
ンス素子の充電経路内に直列接続するものとしたことを
特徴とする。
According to the invention described in claim 6, the control means charges the plurality of charging current control capacitance elements to mutually different voltages, and sets a predetermined voltage of the power supply capacitance element, a DC power supply, and an arbitrary number. In order to reduce the potential difference from the sum of the charging voltages of the charging current control capacitance elements, the charging current control capacitance element is connected in series with the DC power supply in the charging path of the power supply capacitance element. It is characterized by that.

【0012】請求項7記載の発明によれば、第1のイン
ダクタンス素子は、複数の電力供給用キャパシタンス素
子を互いに異なる電源電圧以上の電圧に充電する様に、
インダクタンスが変化するものであることを特徴とす
る。
According to the seventh aspect of the present invention, the first inductance element charges the plurality of power supply capacitance elements to voltages different from each other and higher than the power supply voltage.
It is characterized in that the inductance changes.

【0013】請求項8記載の発明によれば、第1のイン
ダクタンス素子と直列接続される第1のインダクタンス
制御用スイッチング素子と、第1のインダクタンス素子
と第1のインダクタンス制御用スイッチング素子との直
列回路を並列接続したインダクタンス回路とを設けると
共に、複数の第1のインダクタンス制御用スイッチング
素子の各々を任意に開閉することにより、第1のインダ
クタンス素子のインダクタンスを変化させることを特徴
とする。
According to the eighth aspect of the present invention, the first inductance control switching element connected in series with the first inductance element, and the first inductance element and the first inductance control switching element are connected in series. An inductance circuit in which circuits are connected in parallel is provided, and the inductance of the first inductance element is changed by arbitrarily opening and closing each of the plurality of first inductance control switching elements.

【0014】請求項9記載の発明によれば、第1のイン
ダクタンス素子と並列接続される第2のインダクタンス
制御用スイッチング素子と、第2のインダクタンス素子
とインダクタンス制御用スイッチング素子との並列回路
を直列接続したインダクタンス回路とを設けると共に、
複数のインダクタンス制御用スイッチング素子の各々を
任意に開閉することにより、第1のインダクタンス素子
のインダクタンスを変化させることを特徴とする。
According to the ninth aspect of the present invention, the second inductance control switching element connected in parallel with the first inductance element and the parallel circuit of the second inductance element and the inductance control switching element are connected in series. With the connected inductance circuit,
The inductance of the first inductance element is changed by arbitrarily opening and closing each of the plurality of switching elements for inductance control.

【0015】請求項10記載の発明によれば、負荷が放
電灯であることを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, the load is a discharge lamp.

【0016】[0016]

【作用】請求項1記載の発明によれば、直流電源より第
1のインダクタンス素子を介して充電電流制御用キャパ
シタンス素子を充電する。一方、複数の電力供給用キャ
パシタンス素子を互いに異なる所定の電圧まで充電した
後で、充電電流制御用キャパシタンス素子と直流電源と
は互いに逆極性になる様に、充電電流制御用キャパシタ
ンス素子を、電力供給用キャパシタンス素子の充電経路
内に直列接続する。そして、電力供給用キャパシタンス
素子への充電電流が急激に減少する。
According to the first aspect of the present invention, the charging element for charging current control is charged from the DC power supply via the first inductance element. On the other hand, after charging the plurality of power supply capacitance elements to predetermined mutually different voltages, the charge current control capacitance elements and the DC power supply are supplied with the charge current control capacitance elements so that the polarities thereof are opposite to each other. Connected in series in the charging path of the capacitance element for use. Then, the charging current to the power supply capacitance element rapidly decreases.

【0017】請求項2記載の発明によれば、直流電源よ
り第1のインダクタンス素子を介して充電電流制御用キ
ャパシタンス素子を充電する。その後で、充電電流制御
用キャパシタンス素子と直流電源とは互いに同極性にな
る様に、充電電流制御用キャパシタンス素子を、電力供
給用キャパシタンス素子の充電経路内に直列接続する。
そして、複数の電力供給用キャパシタンス素子を電源電
圧以上且つ互いに異なる所定の電圧まで充電する。
According to the second aspect of the present invention, the charging element for charging current control is charged from the DC power supply via the first inductance element. Thereafter, the charging current control capacitance element is connected in series in the charging path of the power supply capacitance element such that the charging current control capacitance element and the DC power supply have the same polarity.
Then, the plurality of power supply capacitance elements are charged up to the power supply voltage and to predetermined voltages different from each other.

【0018】請求項3記載の発明によれば、直流電源よ
り第1のインダクタンス素子を介して充電電流制御用キ
ャパシタンス素子を充電する。その後で、充電電流制御
用キャパシタンス素子と直流電源とは互いに同極性にな
る様に、充電電流制御用キャパシタンス素子を、電力供
給用キャパシタンス素子の充電経路内に直列接続する。
そして、複数の電力供給用キャパシタンス素子を電源電
圧以上且つ互いに異なる所定の電圧まで充電したあと
で、充電電流制御用キャパシタンス素子を、電力供給用
キャパシタンス素子の充電経路内から除くと、電力供給
用キャパシタンス素子への充電電流が急激に減少する。
According to the third aspect of the present invention, the charging element for charging current control is charged from the DC power supply via the first inductance element. Thereafter, the charging current control capacitance element is connected in series in the charging path of the power supply capacitance element such that the charging current control capacitance element and the DC power supply have the same polarity.
Then, after charging the plurality of power supply capacitance elements to a predetermined voltage which is higher than the power supply voltage and different from each other, the charge current control capacitance element is removed from the charging path of the power supply capacitance element. The charging current to the element decreases rapidly.

【0019】請求項4記載の発明によれば、直流電源よ
り第1のインダクタンス素子を介して複数の充電電流制
御用キャパシタンス素子を充電する。その後で、任意の
個数の充電電流制御用キャパシタンス素子と直流電源と
は同極性になる様に、任意の個数の充電電流制御用キャ
パシタンス素子を、電力供給用キャパシタンス素子の充
電経路内に直列接続する。そして、複数の電力供給用キ
ャパシタンス素子を電源電圧以上且つ互いに異なる所定
の電圧まで充電した後で、少なくとも1つの充電電流制
御用キャパシタンス素子と直流電源とは互いに逆極性と
なる様に、電力供給用キャシタンス素子の充電経路内に
直列接続すると、電力供給用キャシタンス素子への充電
電流が急激に減少する。
According to the fourth aspect of the present invention, the plurality of charging current controlling capacitance elements are charged from the DC power supply via the first inductance element. Thereafter, an arbitrary number of the charging current control capacitance elements are connected in series in the charging path of the power supply capacitance element such that the arbitrary number of the charging current control capacitance elements and the DC power supply have the same polarity. . Then, after charging the plurality of capacitance elements for power supply to a predetermined voltage different from or higher than the power supply voltage, at least one of the capacitance elements for charging current control and the DC power supply have opposite polarities. When connected in series in the charging path of the capacitance element, the charging current to the power supply capacitance element sharply decreases.

【0020】請求項5記載の発明によれば、直流電源よ
り第1のインダクタンス素子を介して複数の充電電流制
御用キャパシタンス素子を充電する。その後で、任意の
個数の充電電流制御用キャパシタンス素子と直流電源と
は同極性になる様に、任意の個数の充電電流制御用キャ
パシタンス素子を、電力供給用キャパシタンス素子の充
電経路内に直列接続する。そして、複数の電力供給用キ
ャパシタンス素子を電源電圧以上且つ互いに異なる所定
の電圧まで充電した後で、少なくとも1つの充電電流制
御用キャパシタンス素子を、電力供給用キャシタンス素
子の充電経路内から除くと、電力供給用キャシタンス素
子への充電電流が急激に減少する。
According to the fifth aspect of the present invention, the plurality of charging current controlling capacitance elements are charged from the DC power supply via the first inductance element. Thereafter, an arbitrary number of the charging current control capacitance elements are connected in series in the charging path of the power supply capacitance element such that the arbitrary number of the charging current control capacitance elements and the DC power supply have the same polarity. . Then, after charging the plurality of power supply capacitance elements to a predetermined voltage that is equal to or higher than the power supply voltage and is different from each other, if at least one charging current control capacitance element is removed from the charging path of the power supply capacitance element, the power supply The charging current to the supply capacitance element rapidly decreases.

【0021】請求項6記載の発明によれば、直流電源よ
り第1のインダクタンス素子を介して複数の充電電流制
御用キャパシタンス素子を充電する。その後で、任意の
個数の充電電流制御用キャパシタンス素子と直流電源と
は同極性になる様に、任意の個数の充電電流制御用キャ
パシタンス素子を、電力供給用キャパシタンス素子の充
電経路内に直列接続する。その場合、直流電源及び任意
の個数の充電電流制御用キャパシタンス素子の電圧の総
和と充電される電力供給用キャパシタンス素子の電圧と
の差が小さくなる様に設定する。
According to the sixth aspect of the invention, the plurality of charging current controlling capacitance elements are charged from the DC power supply via the first inductance element. Thereafter, an arbitrary number of the charging current control capacitance elements are connected in series in the charging path of the power supply capacitance element such that the arbitrary number of the charging current control capacitance elements and the DC power supply have the same polarity. . In this case, the difference between the sum of the voltages of the DC power supply and any number of the charging current control capacitance elements and the voltage of the charged power supply capacitance element is set to be small.

【0022】請求項7記載の発明によれば、第1のイン
ダクタンス素子の値を小さくして、直流電源より第1の
インダクタンス素子を介して電力供給用キャパシタンス
素子を、低い電圧まで充電する。一方、第1のインダク
タンス素子の値を大きくして、直流電源より第1のイン
ダクタンス素子を介して電力供給用キャパシタンス素子
を、高い電圧まで充電する。
According to the seventh aspect of the invention, the value of the first inductance element is reduced, and the power supply capacitance element is charged to a lower voltage from the DC power supply via the first inductance element. On the other hand, the value of the first inductance element is increased, and the power supply capacitance element is charged to a high voltage from the DC power supply via the first inductance element.

【0023】請求項8記載の発明によれば、第1のイン
ダクタンス制御用スイッチング素子を制御することによ
り、第1のインダクタンス素子の値を変化させる。
According to the invention, the value of the first inductance element is changed by controlling the first inductance control switching element.

【0024】請求項9記載の発明によれば、第2のイン
ダクタンス制御用スイッチング素子を制御することによ
り、第1のインダクタンス素子の値を変化させる。
According to the ninth aspect of the present invention, the value of the first inductance element is changed by controlling the second inductance control switching element.

【0025】請求項10記載の発明によれば、放電灯に
交流の高周波電力を供給することにより、放電灯を安定
点灯する。
According to the tenth aspect of the present invention, the discharge lamp is stably lit by supplying AC high-frequency power to the discharge lamp.

【0026】[0026]

【実施例】【Example】

(実施例1)本発明に係る第1実施例の回路図を図1に
示し、その動作説明図を図2に示す。
(Embodiment 1) A circuit diagram of a first embodiment according to the present invention is shown in FIG. 1, and an operation explanatory diagram thereof is shown in FIG.

【0027】図9,10に示した従来例と異なる点は、
スイッチング素子SS ,ダイオ−ドDS の代わりに、キ
ャパシタンス素子C1 〜C5 のグランド側端子と直流電
源Eの負側端子との間に直列接続されたスイッチング素
子SS2と、インダクタンス素子L1 を介して直流電源E
の両端に並列接続されたスイッチング素子SS5,キャパ
シタンス素子CS から成る直列回路と、キャパシタンス
素子CS ,スイッチング素子SS2の直列回路の両端に逆
並列接続されたダイオ−ドDS1とを設けると共に、キャ
パシタンス素子C1 〜C5 の充電中に充電されたキャパ
シタンス素子C S を、インダクタンス素子L1 ,キャパ
シタンス素子Cnから成る共振回路に直列に挿入して共
振電流を急減にゼロまで減少させ、ゼロクロスでスイッ
チング素子SS2をオフにするものであり、その他の従来
例と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略
する。なお、キャパシタンス素子C1 〜C5 の電圧VC1
〜VC5は直流電源Eよりも低いあるいはほぼ同等とす
る。
The difference from the conventional example shown in FIGS.
Switching element SS, Diode DSInstead of
Capacitance element C1~ CFiveGround terminal and DC power
A switching element connected in series with the negative terminal of the source E;
Child SS2And the inductance element L1DC power supply E via
Switching element S connected in parallel to both ends ofS5, Capacity
Citance element CSSeries circuit consisting of
Element CS, Switching element SS2Reverse at both ends of the series circuit
Diode D connected in parallelS1And provide
Pacitance element C1~ CFiveCharged during charging
Citance element C STo the inductance element L1, Capacity
By inserting in series with the resonance circuit composed of the
Vibration current suddenly decreases to zero, and switches at zero cross.
Ching element SS2Turn off other legacy
The description of the same components as in the example is omitted by giving the same reference numerals.
I do. The capacitance element C1~ CFiveVoltage VC1
~ VC5Is lower than or almost equal to DC power source E.
You.

【0028】次に、図2を用いて動作を簡単に説明す
る。時刻t0 までに、キャパシタンス素子CS とダイオ
−ドDS1との接続点Aを正電位にして、キャパシタンス
素子CS の両端電圧VCSは初期電圧値まで充電されてい
るとする。時刻t0 にスイッチング素子S51 ,SS2をオ
ンすると、直流電源Eからインダクタンス素子L1 を介
してキャパシタンス素子C5 を充電する。このとき、電
流I1 は、インダクタンス素子L1 とキャパシタンス素
子C5 との時定数で共振的に流れる。キャパシタンス素
子C5 の両端電圧VC5がほぼ設定電圧にまで達する時刻
1 にスイッチング素子SS2をオフすると、直流電源E
からインダクタンス素子L1 を介してキャパシタンス素
子C5 ,CS の直列回路が充電される。このとき、キャ
パシタンス素子C5 ,CS の直列容量とインダクタンス
素子L1 との時定数で共振して直流電源Eから電流I1
が流れると共に、E<V C5+VCSとなるようにキャパシ
タンス素子CS の両端電圧VCSを設定すると、電流I1
は急激に減少して時刻t2 でゼロとなる。そして、時刻
2 でスイッチング素子S51をオフする。時刻t3 にス
イッチング素子S41をオンすると、直流電源Eからイン
ダクタンス素子L1 を介してキャパシタンス素子C4
充電する。このとき、電流I1 は、インダクタンス素子
1 とキャパシタンス素子C4 との時定数で共振的に流
れる。時刻t4 にキャパシタンス素子C4 の両端電圧V
C4がほぼ設定電圧にまで達すると、時刻t1 と同様に、
スイッチング素子SS2をオフしてキャパシタンス素子C
S を電流I1 の経路に挿入すると共に、E<Vc4+V cs
となるようにキャパシタンス素子CS の両端電圧Vcs
設定すると、電流I1は急激に減少して時刻t5 でゼロ
になる。そして、時刻t5 でスイッチング素子S41をオ
フする。キャパシタンス素子C1 〜C3 に於いてもキャ
パシタンス素子C4 ,C5 と同様の動作を行う。
Next, the operation will be briefly described with reference to FIG.
You. Time t0By the capacitance element CSAnd Daio
-DS1The connection point A to
Element CSVoltage VCSIs charged to the initial voltage value.
And Time t0Switching element S51 , SS2The
When the DC power supply E1Through
And the capacitance element CFiveCharge. At this time,
Style I1Is the inductance element L1And capacitance element
Child CFiveResonantly flows with the time constant of Capacitance element
Child CFiveVoltage VC5At which the voltage almost reaches the set voltage
t1Switching element SS2Is turned off, the DC power supply E
From the inductance element L1Through the capacitance element
Child CFive, CSIs charged. At this time,
Pacitance element CFive, CSSeries capacitance and inductance
Element L1Resonates with the time constant of1
And E <V C5+ VCSCapacity to be
Cance element CSVoltage VCSIs set, the current I1
Decreases sharply at time tTwoAnd becomes zero. And time
tTwoAnd switching element S51Turn off. Time tThreeNisu
Switching element S41Is turned on, the DC power supply E
Ductance element L1Via the capacitance element CFourTo
Charge. At this time, the current I1Is an inductance element
L1And capacitance element CFourWith a time constant of
It is. Time tFourCapacitance element CFourVoltage V
C4Reaches almost the set voltage, the time t1alike,
Switching element SS2To turn off the capacitance element C
SIs the current I1And E <Vc4+ V cs
So that the capacitance element CSVoltage VcsTo
When set, the current I1Decreases sharply at time tFiveAt zero
become. And time tFiveAnd switching element S41The
Off. Capacitance element C1~ CThreeIn the
Pacitance element CFour, CFiveThe same operation as is performed.

【0029】ここでキャパシタンス素子Cs の両端電圧
CSは、キャパシタンス素子C1 の充電が完了する時刻
14では、時刻t0 の初期値よりも高くなっているの
で、時刻t15に於いてスイッチング素子SS5をオンし、
インダクタンス素子L1 を介して直流電源Eに電力を戻
すことによりキャパシタンス素子CS をリセットする。
The voltage across V CS here capacitance element C s is the charging is completed the time t 14 of the capacitance element C 1, so is higher than the initial value at time t 0, at the time t 15 Turn on the switching element S S5 ,
Reset capacitance element C S by returning the power to the DC power supply E through the inductance element L 1.

【0030】以上の様に構成したことにより、高速で高
効率にキャパシタンス素子C1 〜C 5 を設定電圧まで充
電できる。
With the above configuration, high speed and high speed
Capacitance element C for efficiency1~ C FiveTo the set voltage
Can be charged.

【0031】(実施例2)本発明に係る第2実施例の回
路図を図3に示し、その動作説明図を図4に示す。
(Embodiment 2) FIG. 3 is a circuit diagram of a second embodiment according to the present invention, and FIG. 4 is a diagram illustrating the operation thereof.

【0032】図1,2に示した第1実施例と異なる点
は、新たにキャパシタンス素子CS の一方端と直流電源
Eのグランド側端子との間にスイッチング素子SS4,キ
ャパシタンス素子CS の電流逆流防止用ダイオ−ドDS2
の直列回路を接続し、キャパシタンス素子CS の電流逆
流防止用ダイオ−ドDS1と接続点Aとの間にスイッチン
グ素子SS3を接続し、接続点Aとダイオ−ドDS2との間
にスイッチング素子SS1を接続すると共に、キャパシタ
ンス素子CS を逆極性にして電流経路中に挿入すること
によりキャパシタンス素子C1 〜C5 を電源電圧よりも
高い電圧に充電でき、且つキャパシタンス素子CS と共
振電流を急激に減少させるキャパシタンス素子Cとを共
用したものであり、その他の第1実施例と同一構成には
同一符号を付すことにより説明を省略する。
The difference from the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 is that a switching element S S4 and a capacitance element C S are newly added between one end of the capacitance element C S and the ground terminal of the DC power source E. Diode D S2 for preventing current backflow
And a switching element S S3 is connected between the diode D S1 for preventing current backflow of the capacitance element C S and the connection point A, and between the connection point A and the diode D S2. with connecting switching elements S S1, the capacitance element C S polarity opposite can charge the capacitance element C 1 -C 5 by inserting in the current path to a voltage higher than the power supply voltage, and a capacitance element C S It shares a capacitance element C that sharply reduces the resonance current, and the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

【0033】次に、図4を用いて動作を簡単に説明す
る。本実施例に於いては、キャパシタンス素子C5 を高
電圧に充電する場合と通常充電する場合とで動作が異な
るので、それぞれについて説明する。
Next, the operation will be briefly described with reference to FIG. In the present embodiment, since the operation in the case of normal charging and when charging the capacitance element C 5 to a high voltage are different, each of them will be described.

【0034】先ず、例えばキャパシタンス素子C5 を高
電圧に充電する場合について説明する。
[0034] First, for example, will be described when charging the capacitance element C 5 to a high voltage.

【0035】時刻t0 までに、接続点Aを正電位として
キャパシタンス素子CS の両端電圧VCSが初期電圧まで
充電されているものとする。
[0035] to time t 0, the voltage across V CS capacitance element C S is assumed to be charged to the initial voltage node A as positive potential.

【0036】時刻t0 にスイッチング素子SS1 ,SS2 ,
51をオンすると、直流電源E→インダクタンス素子L
1 →キャパシタンス素子C5 →スイッチング素子SS2
キャパシタンス素子CS →スイッチング素子SS1→直流
電源Eの経路でE+VCSによりキャパシタンス素子C5
を高電圧まで充電する。キャパシタンス素子C5 がほぼ
設定電圧まで充電される時刻t1 にスイッチング素子S
S4をオンし、時刻t2にスイッチング素子SS3をオン、
スイッチング素子SS1をオフする。そして、時刻t3
スイッチング素子SS2をオフして、時刻t0 〜t1 とは
逆極性にキャパシタンス素子CS を電流経路に挿入する
ことにより、図4(f)に示す様に電流I1 を急激に減
少させ、ゼロになる時刻t4 にスイッチング素子S51
オフしてキャパシタンス素子C5 を充電経路から切り離
す。図4(g)に示す様に、キャパシタンス素子C5
充電時( 時刻t0 〜t1 ) はキャパシタンス素子CS
両端電圧VCSは低下するが、時刻t3 〜t4 は直流電源
Eからの充電によりキャパシタンス素子CS の両端電圧
CSは上昇して放電時の電圧降下分を補う働きをする。
At time t 0 , the switching elements S S1 , S S2 ,
When S51 is turned on, DC power supply E → inductance element L
1 → Capacitance element C 5 → Switching element S S2
Capacitance element C S → switching element S S1 → E + V CS in the path of DC power supply E and capacitance element C 5
To a high voltage. At time t 1 when the capacitance element C 5 is charged to almost the set voltage, the switching element S
S4 is turned on, turns on the switching element S S3 to time t 2, the
The switching element S S1 is turned off. Then, the switching element S S2 is turned off at the time t 3 , and the capacitance element C S is inserted into the current path in a polarity opposite to that of the time t 0 to t 1 , thereby obtaining the current I as shown in FIG. 1 abruptly reduces to disconnect the capacitance element C 5 from the charging path by turning off the switching element S 51 at time t 4 when zero. As shown in FIG. 4 (g), when charging the capacitance element C 5 (time t 0 ~t 1) is lowered voltage across V CS capacitance element C S, the time t 3 ~t 4 is a DC power source E voltage across V CS capacitance element C S by the charging from the serves to compensate for the voltage drop during discharge rises.

【0037】次に、キャパシタンス素子C2 を通常充電
する場合について説明する。直流電源Eからキャパシタ
ンス素子C2 を直接充電し、キャパシタンス素子C 2
電圧が設定電圧近くになるとキャパシタンス素子CS
キャパシタンス素子C2 に直列に接続して電流I1 を急
激に減少させる。具体的には時刻t4 にスイッチング素
子SS2 ,SS4 ,S21をオンし、直流電源E→インダクタ
ンス素子L1→キャパシタンス素子C2 →スイッチング
素子SS2→スイッチング素子SS4→ダイオ−ドDS2→直
流電源Eの経路でキャパシタンス素子C2 を充電する。
電流I 1 を急激に減少するときにはスイッチング素子S
S3オンして、スイッチング素子SS2オフすることにより
キャパシタンス素子CS をキャパシタンス素子C2 に直
列接続する。
Next, the capacitance element CTwoThe normal charge
Will be described. DC power supply E to capacitor
Element CTwoIs directly charged, and the capacitance element C Twoof
When the voltage approaches the set voltage, the capacitance element CSTo
Capacitance element CTwoAnd the current I1Suddenly
Decrease sharply. Specifically, time tFourSwitching element
Child SS2 , SS4 , Stwenty oneTurn on the DC power supply E → inductor
Sensing element L1→ Capacitance element CTwo→ Switching
Element SS2→ Switching element SS4→ Diode DS2→ direct
In the path of the power supply E, the capacitance element CTwoCharge.
Current I 1Is rapidly reduced when the switching element S
S3Turn on the switching element SS2By turning off
Capacitance element CSTo the capacitance element CTwoDirectly
Connect columns.

【0038】以上のように構成したことにより、キャパ
シタンス素子C1 〜C5 を高い電圧に充電できるので、
例えば負荷Zが放電灯負荷の場合、調光時等の負荷電圧
を上昇させる必要があると、キャパシタンス素子C1
5 の電圧を上昇して安定点灯させることができる。
With the above configuration, the capacitance elements C 1 to C 5 can be charged to a high voltage.
For example, when the load Z is a discharge lamp load, if it is necessary to increase the load voltage at the time of dimming or the like, the capacitance elements C 1 to
It can be stably lighted by increasing the voltage of the C 5.

【0039】なお、キャパシタンス素子C1 〜C5 の高
い電圧への充電時にはキャパシタンス素子CS の電圧は
低下するが、電流I1 を急激に減少するときにはキャパ
シタンス素子CS の両端電圧VCSは上昇するため、1周
期の動作が終わってキャパシタンス素子CS の両端電圧
CSをリセットする時点に於ける直流電源Eとキャパシ
タンス素子CS との間の充放電量は少なくなる。
[0039] Note that during charging of the high voltage of the capacitance element C 1 -C 5 decreases the voltage of the capacitance element C S, the voltage across V CS capacitance element C S when reducing the current I 1 rises rapidly to order, charge and discharge amount between the in the DC power source E to the time for resetting the voltage across V CS capacitance element C S ends the operation of one cycle and the capacitance element C S is reduced.

【0040】(実施例3)本発明に係る第3実施例の回
路図を図5に示す。
(Embodiment 3) FIG. 5 shows a circuit diagram of a third embodiment according to the present invention.

【0041】図3に示す第2実施例と異なる点は、スイ
ッチング素子SS2,SS3,キャパシタンス素子CS の電
流逆流防止用ダイオードDS1を省略して電流制御部bを
形成すると共に、インダクタンス素子L1 に流れる電流
1 を急激に減少する為に、キャパシタンス素子CS
電流経路から取り除くことであり、その他の第2実施例
と同一構成には同一符号を付すことにより説明を省略す
る。
The difference from the second embodiment shown in FIG. 3 is that the current control section b is formed by omitting the current backflow prevention diode D S1 of the switching elements S S2 and S S3 and the capacitance element C S , omitted in order to reduce the current I 1 flowing through the element L 1 abruptly, is to eliminate the capacitance element C S from the current path, a description by the same numerals are assigned to the same configuration as the other of the second embodiment .

【0042】次に、動作を簡単に説明する。キャパシタ
ンス素子C1 〜C5 を高い電圧に充電するときにはスイ
ッチング素子SS1をオン、スイッチング素子SS4をオフ
することにより、キャパシタンス素子CS を直流電源E
に直列接続してキャパシタンス素子C1 〜C5 を充電す
る。キャパシタンス素子C1 〜C5 をがほぼ設定電圧ま
で充電されるとスイッチング素子SS4をオン、スイッチ
ング素子SS1をオフすることにより、キャパシタンス素
子CS を電流経路から外して電源電圧をキャパシタンス
素子C1 〜C5 の電圧よりも低くすることにより電流I
1 を急激に減少させる。
Next, the operation will be briefly described. When charging the capacitance elements C 1 to C 5 to a high voltage, the switching element S S1 is turned on and the switching element S S4 is turned off, so that the capacitance element C S is connected to the DC power supply E.
Connected in series for charging the capacitance element C 1 -C 5 to. Turn on the switching element S S4 when the capacitance element C 1 -C 5 is charged to approximately the set voltage, by turning off the switching element S S1, the capacitance element a supply voltage disconnect the capacitance element C S from the current path C current I by lower than the voltage of 1 -C 5
Decrease 1 sharply.

【0043】(実施例4)本発明に係る第4実施例の回
路図を図6に示す。
(Embodiment 4) FIG. 6 shows a circuit diagram of a fourth embodiment according to the present invention.

【0044】図5に示す第3実施例と異なる点は、電流
制御部bをj(j=1〜n)設けて、キャパシタンス素
子C1 〜C5 の設定電圧に合わせて、電源に直列接続す
る電流制御用キャパシタンス素子CSjの数を変えてキャ
パシタンス素子C1 〜C5 を充電することであり、その
他の第3実施例と同一構成には同一符号を付すことによ
り説明を省略する。
The difference from the third embodiment shown in FIG. 5 is that the current control section b is provided with j (j = 1 to n) and connected in series to the power supply in accordance with the set voltages of the capacitance elements C 1 to C 5. it is is to charge the capacitance element C 1 -C 5 by changing the number of current control capacitance element C Sj that, the same components as other third embodiment will be omitted by retaining the same reference numerals.

【0045】次に、動作を簡単に説明する。キャパシタ
ンス素子C1 〜C5 の充電終了時の設定電圧V1 〜V5
が、mE以上(m+1)E以下(m=1〜j)の場合、
直流電源Eと直列にm個のキャパシタンス素子CS を直
列接続することにより、キャパシタンス素子C1 〜C5
を充電する。キャパシタンス素子C1 〜C5 の両端電圧
C1〜VC5がほぼ設定電圧V 1 〜V5 になると、キャパ
シタンス素子CSj(j=1〜n)の少なくとも一つを電
流経路から外す、もしくは逆極性にする。
Next, the operation will be briefly described. Capacitor
Element C1~ CFiveVoltage V at the end of charging1~ VFive
Is not less than mE and not more than (m + 1) E (m = 1 to j),
M capacitance elements C in series with DC power supply ESDirectly
By connecting in columns, the capacitance element C1~ CFive
Charge. Capacitance element C1~ CFiveVoltage across
VC1~ VC5Is almost set voltage V 1~ VFiveWhen it comes to
Citance element CSj(J = 1 to n)
Remove from flow path or reverse polarity.

【0046】各キャパシタンス素子CS は直流電源Eか
らインダクタンス素子L1 を介して直流電源Eまで充電
してあるとして、例えば、キャパシタンス素子C5 の設
定電圧V5 が3E以上4E以下の場合、直流電源Eに3
個のキャパシタンス素子CSを直列接続して、E+4V
CS=4Eでキャパシタンス素子CS を充電する。キャパ
シタンス素子C5 をほぼ所定の電圧まで充電すると、少
なくとも一つのキャパシタンス素子CS を電流経路から
外し、3Eをキャパシタンス素子C5 に印加することに
より、3E<VC <5Eとなり、充電電流が急激に減少
する。他のキャパシタンス素子C1 〜C4 も同様にして
充電電流を急激に減少させる。
[0046] As are charged from the respective capacitance elements C S is the DC power source E to the DC power source E via the inductance element L 1, for example, when the setting voltage V 5 of the capacitance element C 5 is more 4E less 3E, DC 3 for power supply E
E + 4V by connecting the capacitance elements CS in series
Charging the capacitance element C S in CS = 4E. When charging the capacitance element C 5 to approximately a predetermined voltage, disconnect the current path of at least one capacitance element C S, by applying 3E to the capacitance element C 5, 3E <V C <5E, and the charging current abruptly To decrease. Similarly, the other capacitance elements C 1 to C 4 rapidly decrease the charging current.

【0047】以上の様に構成したことにより、電源電圧
Eのj+1(j=1〜n)倍の非常に高い電圧でキャパ
シタンス素子C1 〜C5 を充電できると共に、また直流
電源E,キャパシタンス素子CSjの直列電圧と設定電圧
1 〜V5 との差電圧を小さくできるので、電流ピーク
が低減でき、回路効率が向上する。
With the above configuration, the capacitance elements C 1 to C 5 can be charged with a very high voltage of j + 1 (j = 1 to n) times the power supply voltage E, and the DC power supply E and the capacitance element can be charged. Since the difference voltage between the series voltage of C Sj and the set voltages V 1 to V 5 can be reduced, the current peak can be reduced and the circuit efficiency can be improved.

【0048】なお、異なるキャパシタンス素子CS の初
期電圧を設定しておいて、キャパシタンス素子C1 〜キ
ャパシタンス素子C5 の設定電圧V1 〜V5 に合わせ
て、直流電源Eに直列接続する電流制御用キャパシタン
ス素子CS を選択すると共に、その他のキャパシタンス
素子CS は電流経路から外しておき、直流電源E,キャ
パシタンス素子CSjの直列電圧と設定電圧V1 〜V5
の差電圧を小さくする様に動作してもよい。
[0048] Incidentally, in advance to set the initial voltage of different capacitance element C S, in accordance with the set voltage V 1 ~V 5 of capacitance elements C 1 ~ capacitance element C 5, the current control to be connected in series to a DC power source E with selecting use capacitance element C S, other capacitance element C S is previously removed from the current path, a DC power source E, to reduce the difference voltage between the series voltage of the capacitance element C Sj the set voltage V 1 ~V 5 It may operate in the following manner.

【0049】(実施例5)本発明に係る第5実施例の回
路図を図7に示す。
(Embodiment 5) FIG. 7 shows a circuit diagram of a fifth embodiment according to the present invention.

【0050】図3に示した第2実施例と異なる点は、イ
ンダクタンス素子L1 と直列にスイッチング素子SL1
を接続し、インダクタンス素子L1 とスイッチング素子
SL 1 との直列回路と並列に、インダクタンス素子L3
(>インダクタンス素子L1)とスイッチング素子SL
2 との直列回路を接続すると共に、通常動作時には、ス
イッチング素子SL1 をオン、スイッチング素子SL2
をオフし、高い電圧への充電動作時には、スイッチング
素子SL1 をオフ、スイッチング素子SL2 をオンして
インダクタンス素子L1 ,L3 を切り換えることであ
り、その他の第2実施例と同一構成には同一符号を付す
ことにより説明を省略する。
The difference from the second embodiment shown in FIG.
Conductance element L1Switching element SL in series with1
And the inductance element L1And switching elements
SL 1In parallel with the series circuit ofThree
(> Inductance element L1) And switching element SL
TwoAnd a series circuit with
Switching element SL1ON, switching element SLTwo
Switch off during charging operation to high voltage
Element SL1Off, switching element SLTwoTurn on
Inductance element L1, LThreeIs to switch
The same components as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals.
Thus, the description is omitted.

【0051】(実施例6)本発明に係る第6実施例の回
路図を図8に示す。
(Embodiment 6) FIG. 8 is a circuit diagram of a sixth embodiment according to the present invention.

【0052】図7に示した第5実施例と異なる点は、イ
ンダクタンス素子L1 ,L3 を直列接続すると共に、イ
ンダクタンス素子L3 の両端にスイッチング素子SL1
を並列接続して、通常動作時にはスイッチング素子SL
1 をオンすることによりインダクタンスを小さくし、高
い電圧への充電時には、スイッチング素子SL1 をオフ
して大きなインダクタンス素子を用いることであり、そ
の他の第5実施例と同一構成には同一符号を付すことに
より説明を省略する。
The difference from the fifth embodiment shown in FIG. 7 is that the inductance elements L 1 and L 3 are connected in series, and the switching element SL 1 is provided at both ends of the inductance element L 3.
Are connected in parallel, and the switching element SL
To reduce inductance by-one, and at the time of charging the high voltage is to use a large inductance element and turns off the switching elements SL 1, the same numerals are assigned to the same configuration as the other of the fifth embodiment Thus, the description is omitted.

【0053】なお、上記第5,第6実施例に於いては、
高い電圧への充電動作時、直流電源E,キャパシタンス
素子CSjの直列電圧と設定電圧V1 〜V5 との差電圧が
大きくなるので、インダクタンスを変化させることによ
り、電流ピークを抑制し、回路効率を向上することが可
能となる。
In the fifth and sixth embodiments,
During the charging operation to a high voltage, the difference voltage between the series voltage of the DC power supply E and the capacitance element C Sj and the set voltages V 1 to V 5 increases, so that the current peak is suppressed by changing the inductance, Efficiency can be improved.

【0054】[0054]

【発明の効果】請求項1乃至請求項5記載の発明によれ
ば、各キャパシタンス素子を高速で任意の電圧に充電で
き、且つスイッチング素子の劣化を防ぎ、入力歪の少な
い、スイッチドキャパシタを用いた電力変換装置を提供
できる。
According to the first to fifth aspects of the present invention, each of the capacitance elements can be charged to an arbitrary voltage at a high speed, the switching elements are prevented from deteriorating, and a switched capacitor with little input distortion is used. Power conversion device can be provided.

【0055】請求項6記載の発明によれば、各キャパシ
タンス素子を高速で任意の電圧に充電でき、且つスイッ
チング素子の劣化を防ぎ、高回路効率を有し、入力歪の
少ない、スイッチドキャパシタを用いた電力変換装置を
提供できる。
According to the sixth aspect of the present invention, there is provided a switched capacitor which can charge each capacitance element to an arbitrary voltage at high speed, prevents deterioration of the switching element, has high circuit efficiency, and has little input distortion. The used power converter can be provided.

【0056】請求項7乃至請求項9記載の発明によれ
ば、各キャパシタンス素子を高速で任意の電圧に充電で
き、且つスイッチング素子の劣化を防ぎ、入力歪の少な
い、スイッチドキャパシタを用いた電力変換装置を提供
できる。
According to the seventh to ninth aspects of the present invention, each capacitance element can be charged to an arbitrary voltage at a high speed, the switching element is prevented from deteriorating, the input distortion is reduced, and the power using the switched capacitor is reduced. A conversion device can be provided.

【0057】請求項10記載の発明によれば、各キャパ
シタンス素子を高速で任意の電圧に充電でき、且つスイ
ッチング素子の劣化を防ぎ、入力歪の少ない、放電灯を
安定点灯可能な、スイッチドキャパシタを用いた電力変
換装置を提供できる。
According to the tenth aspect of the present invention, a switched capacitor capable of charging each capacitance element to an arbitrary voltage at high speed, preventing deterioration of the switching element, reducing input distortion, and stably lighting a discharge lamp. Can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る第1実施例の回路図を示す。FIG. 1 shows a circuit diagram of a first embodiment according to the present invention.

【図2】上記実施例に係る動作波形図を示す。FIG. 2 is an operation waveform diagram according to the embodiment.

【図3】本発明に係る第2実施例の回路図を示す。FIG. 3 shows a circuit diagram of a second embodiment according to the present invention.

【図4】上記実施例に係る動作波形図を示す。FIG. 4 is an operation waveform diagram according to the embodiment.

【図5】本発明に係る第3実施例の回路図を示す。FIG. 5 shows a circuit diagram of a third embodiment according to the present invention.

【図6】本発明に係る第4実施例の回路図を示す。FIG. 6 shows a circuit diagram of a fourth embodiment according to the present invention.

【図7】本発明に係る第5実施例の回路図を示す。FIG. 7 shows a circuit diagram of a fifth embodiment according to the present invention.

【図8】本発明に係る第6実施例の回路図を示す。FIG. 8 shows a circuit diagram of a sixth embodiment according to the present invention.

【図9】本発明に係る従来例の回路図を示す。FIG. 9 shows a circuit diagram of a conventional example according to the present invention.

【図10】上記従来例に係る動作波形図を示す。FIG. 10 shows an operation waveform diagram according to the above conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

C キャパシタンス素子 I 電流 L インダクタンス素子 S スイッチング素子 V 電圧 Z 負荷 C capacitance element I current L inductance element S switching element V voltage Z load

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 7/48 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02M 7/48

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 負荷と、複数の電力供給用キャパシタン
ス素子と、直流電源に接続された第1のインダクタンス
素子と、前記第1のインダクタンス素子を介して前記複
数の電力供給用キャパシタンス素子に略所定の電圧を充
電する充電手段と、前記負荷に並列に接続された負荷用
キャパシタンス素子と、前記負荷と前記負荷用キャパシ
タンス素子との並列回路に直列接続された第2のインダ
クタンス素子と、前記並列回路及び前記第2のインダク
タンス素子から成る直列回路と前記複数の電力供給用キ
ャパシタンス素子との間に直列接続された複数のスイッ
チング素子と、前記複数の電力供給用キャパシタンス素
子を択一的に切り換えて前記直列回路に接続して前記第
2のインダクタンス素子を介して前記負荷用キャパシタ
ンス素子を充放電することによって前記負荷用キャパシ
タンス素子の両端電圧を略脈流波状に変化させる制御手
段と、前記第1のインダクタンス素子を介して直流電源
に接続され、前記複数の電力供給用キャパシタンス素子
への充電電流を制御する充電電流制御用キャパシタンス
素子と、前記充電電流制御用キャパシタンス素子を充放
電する充放電手段とを備える電力変換装置であって、 前記制御手段は、前記電力供給用キャパシタンス素子に
略所定の電圧が充電されると、前記充電電流制御用キャ
パシタンス素子と直流電源とは逆極性になる様に、前記
充電電流制御用キャパシタンス素子を前記電力供給用キ
ャパシタンス素子の充電経路内に直列接続するものであ
ることを特徴とする電力変換装置。
1. A load, a plurality of power supply capacitance elements, a first inductance element connected to a DC power supply, and substantially predetermined power supply capacitance elements via the first inductance element. Charging means for charging the load , a load capacitance element connected in parallel to the load , a second inductance element connected in series to a parallel circuit of the load and the load capacitance element, and the parallel circuit And a plurality of switching elements connected in series between the series circuit including the second inductance element and the plurality of power supply capacitance elements, and alternatively switching the plurality of power supply capacitance elements. the connected in series circuit the
The load capacitor via the inductance element
Control means for changing the voltage across the load capacitance element in a substantially pulsating waveform by charging / discharging the capacitance element; and connecting the plurality of power supply capacitances to the DC power supply via the first inductance element. A power conversion device comprising: a charging current control capacitance element that controls a charging current to an element; and a charge / discharge unit that charges / discharges the charge current control capacitance element. The control unit includes the power supply capacitance. When the element is charged with a substantially predetermined voltage, the charging current control capacitance element and the DC power supply have opposite polarities, and the charging current control capacitance element is placed in the charging path of the power supply capacitance element. A power converter characterized by being connected in series.
【請求項2】 前記制御手段は、請求項1記載の構成に
加えて、前記充電電流制御用キャパシタンス素子と直流
電源とは同極性になる様に、前記充電電流制御用キャパ
シタンス素子を前記電力供給用キャパシタンス素子の充
電経路内に直列接続することにより、前記電力供給用キ
ャパシタンス素子を電源電圧以上に充電するものである
ことを特徴とする電力変換装置。
2. The control means according to claim 1, wherein said charging current control capacitance element and said DC power supply have the same polarity so that said charging current control capacitance element and said DC power supply have the same polarity. A power converter, wherein the power supply capacitance element is charged to a power supply voltage or higher by connecting in series in a charging path of the power supply capacitance element.
【請求項3】 請求項1記載の前記制御手段は、前記充
電電流制御用キャパシタンス素子と直流電源とは同極性
になる様に、前記充電電流制御用キャパシタンス素子を
前記電力供給用キャパシタンス素子の充電経路内に直列
接続することにより、前記電力供給用キャパシタンス素
子を電源電圧以上に充電すると共に、前記電力供給用キ
ャパシタンス素子に略所定の電圧が充電されると、前記
充電電流制御用キャパシタンス素子を前記電力供給用キ
ャパシタンス素子の充電経路から除くものとしたことを
特徴とする電力変換装置。
3. The control unit according to claim 1, wherein the charging current control capacitance element and the power supply capacitance element are charged so that the charging current control capacitance element and the DC power supply have the same polarity. By connecting in series in the path, the power supply capacitance element is charged to a power supply voltage or higher, and when the power supply capacitance element is charged with a substantially predetermined voltage, the charging current control capacitance element is connected to the power supply capacitance element. A power conversion device, wherein the power conversion device is excluded from a charging path of a power supply capacitance element.
【請求項4】 請求項1記載の前記制御手段は、複数の
前記充電電流制御用キャパシタンス素子を任意に複数個
直列接続し、且つ前記充電電流制御用キャパシタンス素
子の直列回路と直流電源とは同極性になる様に、前記充
電電流制御用キャパシタンス素子を前記電力供給用キャ
パシタンス素子の充電経路内に直列接続することによ
り、前記電力供給用キャパシタンス素子を電源電圧以上
に充電すると共に、前記電力供給用キャパシタンス素子
に略所定の電圧が充電されると、前記充電電流制御用キ
ャパシタンス素子と直流電源とは逆極性になる様に、前
記充電電流制御用キャパシタンス素子を前記電力供給用
キャパシタンス素子の充電経路内に直列接続するものと
したことを特徴とする電力変換装置。
4. The control means according to claim 1, wherein a plurality of said plurality of charging current controlling capacitance elements are arbitrarily connected in series, and a series circuit of said charging current controlling capacitance elements and a DC power supply are the same. By connecting the charging current control capacitance element in series in the charging path of the power supply capacitance element so as to have a polarity, the power supply capacitance element is charged to a power supply voltage or more, and the power supply When the capacitance element is charged with a substantially predetermined voltage, the charging current control capacitance element and the DC power supply have opposite polarities so that the charging current control capacitance element is in the charging path of the power supply capacitance element. A power converter, wherein the power converter is connected in series.
【請求項5】 請求項1記載の前記制御手段は、複数の
前記充電電流制御用キャパシタンス素子を任意に複数個
直列接続し、且つ前記充電電流制御用キャパシタンス素
子の直列回路と直流電源とは同極性になる様に、前記充
電電流制御用キャパシタンス素子を前記電力供給用キャ
パシタンス素子の充電経路内に直列接続することによ
り、前記電力供給用キャパシタンス素子を電源電圧以上
に充電すると共に、前記電力供給用キャパシタンス素子
に略所定の電圧が充電されると、前記充電電流制御用キ
ャパシタンス素子を前記電力供給用キャパシタンス素子
の充電経路から除くものとしたことを特徴とする電力変
換装置。
5. The control means according to claim 1, wherein a plurality of said plurality of charging current controlling capacitance elements are arbitrarily connected in series, and a series circuit of said charging current controlling capacitance elements and a DC power supply are the same. By connecting the charging current control capacitance element in series in the charging path of the power supply capacitance element so as to have a polarity, the power supply capacitance element is charged to a power supply voltage or more, and the power supply A power converter, wherein when the capacitance element is charged with a substantially predetermined voltage, the charging current control capacitance element is removed from a charging path of the power supply capacitance element.
【請求項6】 請求項1記載の前記制御手段は、前記複
数の充電電流制御用キャパシタンス素子を互いに異なる
電圧に充電すると共に、前記電力供給用キャパシタンス
素子の所定の電圧と直流電源及び前記任意の個数の充電
電流制御用キャパシタンス素子の充電電圧の総和との電
位差を小さくする様に、直流電源とは同極性に、且つ前
記充電電流制御用キャパシタンス素子を前記電力供給用
キャパシタンス素子の充電経路内に直列接続するものと
したことを特徴とする電力変換装置。
6. The control means according to claim 1, wherein said plurality of charging current control capacitance elements are charged to different voltages, a predetermined voltage of said power supply capacitance element, a DC power supply, and said arbitrary power supply. In order to reduce the potential difference from the sum of the charging voltages of the number of charging current control capacitance elements, the same polarity as the DC power supply, and the charging current control capacitance elements are placed in the charging path of the power supply capacitance elements. A power converter characterized by being connected in series.
【請求項7】 前記第1のインダクタンス素子は、前記
複数の電力供給用キャパシタンス素子を互いに異なる電
源電圧以上の電圧に充電する様に、インダクタンスが変
化するものであることを特徴とする請求項1記載の電力
変換装置。
7. The first inductance element, wherein the inductance changes so that the plurality of power supply capacitance elements are charged to voltages different from or above a power supply voltage different from each other. The power converter according to any one of the preceding claims.
【請求項8】 前記第1のインダクタンス素子と直列接
続される第1のインダクタンス制御用スイッチング素子
と、前記第1のインダクタンス素子と前記第1のインダ
クタンス制御用スイッチング素子との直列回路を並列接
続したインダクタンス回路とを設けると共に、前記複数
の第1のインダクタンス制御用スイッチング素子の各々
を任意に開閉することにより、前記第1のインダクタン
ス素子のインダクタンスを変化させることを特徴とする
請求項7記載の電力変換装置。
8. A first inductance control switching element connected in series with the first inductance element, and a series circuit of the first inductance element and the first inductance control switching element are connected in parallel. 8. The electric power according to claim 7, wherein an inductance circuit is provided, and the inductance of the first inductance element is changed by arbitrarily opening and closing each of the plurality of first inductance control switching elements. Conversion device.
【請求項9】 前記第1のインダクタンス素子と並列接
続される第2のインダクタンス制御用スイッチング素子
と、前記第2のインダクタンス素子と前記インダクタン
ス制御用スイッチング素子との並列回路を直列接続した
インダクタンス回路とを設けると共に、前記複数のイン
ダクタンス制御用スイッチング素子の各々を任意に開閉
することにより、前記第1のインダクタンス素子のイン
ダクタンスを変化させることを特徴とする請求項7記載
の電力変換装置。
9. A second inductance control switching element connected in parallel with the first inductance element, and an inductance circuit in which a parallel circuit of the second inductance element and the inductance control switching element is connected in series. 8. The power converter according to claim 7, wherein the inductance of the first inductance element is changed by arbitrarily opening and closing each of the plurality of inductance control switching elements.
【請求項10】 負荷が放電灯であることを特徴とする
請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の電力変換装
置。
10. The power converter according to claim 1, wherein the load is a discharge lamp.
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